Maria Goeppert Mayer



Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών


Μιά γυναίκα από το “μέλλον”…


«Για πολύ καιρό εξέταζα ακόμα και τις πιο τρελές ιδέες σχετικά με τον πυρήνα του ατόμου….. ώσπου ξαφνικά ανακάλυψα την αλήθεια»!

Maria Goeppert Mayer (28/6/1906-20/2/1972)



Όταν το 1963 έλαβε το βραβείο Νόμπελ στη φυσική, η Maria Goeppert Mayer ήταν η δεύτερη γυναίκα στην ιστορία που κέρδισε εκείνο το βραβείο - η πρώτη ήταν η Marie Curie, η οποία το είχε λάβει εξήντα χρόνια νωρίτερα - και ήταν η τρίτη γυναίκα στην ιστορία που έλαβε το βραβείο Νόμπελ σε μια κατηγορία φυσικών επιστημών. Αυτό το επίτευγμα είχε τις αρχές του στην πρόωρη και έντονη έκθεσή της στην επιστήμη, στο σπίτι και στην περιβάλλουσα πανεπιστημιακή κοινότητα, μια κοινότητα που της παρείχε την ευκαιρία να ακολουθηθούν οι κλίσεις της και να αναπτυχθούν τα αξιοπρόσεκτα ταλέντα της κάτω από την καθοδήγηση των μεγάλων δασκάλων και των μελετητών των μαθηματικών και της φυσικής. Καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής της, η επιστήμη της συνέχισε να είναι το θέμα γύρω από το οποίο οι δραστηριότητές της ήταν κεντροθετημένες, και το γεγονός αυτό οδήγησε στη σημαντική συμβολή της στην κατανόηση της δομής του ατομικού πυρήνα, το πρότυπο κυκλικής τροχιάς των ηλεκτρονίων και των συζεύξεων των πυρήνων.

τα πρώτα χρόνια

Η Maria Goppert Mayer γεννήθηκε στις 28 Ιουνίου του 1906 στο Κattowitz της Άνω Σιλεσίας (νυν Πολωνία), μιας πρωσικής επαρχίας της Γερμανικής Αυτοκρατορίας. Ήταν το μοναδικό παιδί του Friedrich Goeppert και της συζύγου του, Μaria, του γένους Wolff. Από την πλευρά του πατέρα της, ανήκε στην έβδομη κατά σειρά γενιά πανεπιστημιακών καθηγητών.




Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Μέλη του Ινστιτούτου Ερευνών σε μια δεξίωση κατά τη διάρκεια της Παραμονής της Πρωτοχρονιάς, το 1960. Ανάμεσα στους καλεσμένους παραβρίσκονται οι Maria Goeppert Mayer, Harold Urey, Joseph Mayer, Cyril Stanley Smith, Samuel Allison, Herbert Anderson, John Simpson, Riccardo Levi-Setti,
Yoichiro Nambu, Roger Hildebrand, Valentine Telegdi, Clyde Hutchison, Edward Anders, S. Chandrasekhar and Eugene Parker (αριστερά).



Το 1910 ο πατέρας της πήγε ως καθηγητής της Παιδιατρικής στο Γκέτινγκεν, όπου η ίδια πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής της μέχρι το γάμο της. Πήγε σε ιδιωτικά και δημόσια σχολεία στο Γκέτινγκεν και είχε τη μεγάλη τύχη να έχει πολύ καλούς δασκάλους. Από νεαρή ηλικία ήταν περιτριγυρισμένη από μαθητές και καθηγητές του Πανεπιστημίου, καθώς και από διανοούμενους, συμπεριλαμβανομένων των μελλοντικών νικητών Νόμπελ, Enrico Fermi, Werner Heisenberg, Paul Dirac και Wolfgang Pauli.
Η μεταφορά της οικογένειάς της στο Γκέτινγκεν επηρέασε ολόκληρη τη υποδομή της εκπαίδευσής της, όπως αναμενόταν. Το Πανεπιστήμιο της Georgia Augusta, γνωστό ως «Γκέτινγκεν», διέθετε υψηλό κύρος, ειδικά στους τομείς των μαθηματικών και της φυσικής. Γύρω της υπήρχαν μεγάλα ονόματα των μαθηματικών και της φυσικής, όπως ο David Hilbert, ο James Franck και ο Richard Courant. Η παρουσία αυτών των γιγάντων των μαθηματικών και της φυσικής προσέλκυε φυσικά τους πιο ελπιδοφόρους νέους μελετητές στο πανεπιστήμιο. Με τη πάροδο των χρόνων, η Maria Goeppert έτυχε να συναντήσει και να γνωρίσει τον Arthur Holly Compton, τον Werner Heisenberg, το John von Neumann, το J. Robert Oppenheimer, τον Edward Teller και τον Victor Weisskopf. Κατά κάποιο τρόπο, λοιπόν, θεωρείτο δεδομένο τόσο από τους γονείς της, όσο και από την ίδια, ότι θα πάει στο Πανεπιστήμιο. Ωστόσο, εκείνη την εποχή, δεν ήταν εύκολο για μια γυναίκα να το πράξει.

Στο Γκέτινγκεν δεν υπήρχε κανένα δημόσιο ίδρυμα που να προετοιμάζει τα κορίτσια για την εισαγωγή τους στο πανεπιστήμιο. Επομένως, το 1921 εγκατάλειψε το δημόσιο δημοτικό σχολείο για να εισαχθεί στο Frauenstudium, ένα μικρό ιδιωτικό σχολείο που διευθυνόταν από σουφραζέτες και είχε ως στόχο να προετοιμάσει εκείνα τα λίγα κορίτσια που ήθελαν να επιδιώξουν την άδεια από το πανεπιστήμιο για την απαιτούμενη εξέταση. Το σχολείο έκλεισε τις πόρτες του κατά τη διάρκεια του πληθωρισμού, προτού να ολοκληρωθεί το τριετές πρόγραμμα, αλλά εκείνη αποφάσισε να πάρει την πανεπιστημιακή εισαγωγική εξέταση (“Abitur”) αμέσως, παρά την περικομμένη επίσημη προετοιμασία της.
Τελικά, η Maria Goeppert Mayer εξετάστηκε από τους εκπαιδευτικούς για το “Abitur” στο Ανόβερο, το 1924, και πέρασε, με αποτέλεσμα το φθινόπωρο του ίδιου έτους να γραφτεί στο πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Στην αριστερή φωτογραφία διακρίνονται οι Maria Goeppert Mayer (αριστερά), Joseph Mayer, Robert Atkinson, Paul Ehrenfest, και Lars Onsager σ' ένα συμπόσιο φυσικών επιστημών.
Στη δεξιά φωτογραφία απεικονίζονται η Maria Goeppert Mayer και ο Max Born.


Γ
ράφτηκε στο πανεπιστήμιο με την πρόθεση να γίνει μαθηματικός, αλλά σύντομα διαπίστωσε πως η ίδια προσελκυόταν περισσότερο από τη φυσική. Εκείνη ήταν και η εποχή που η κβαντική μηχανική ήταν νέα και συναρπαστική.
Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τις κοινωνικές επαφές που είχε αναπτύξει με φυσικούς επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων του Niels Bohr και του δασκάλου της, Max Born, την οδήγησαν να στραφεί προς τη φυσική και τη μελέτη της. Έτσι, ενώ παρακολουθούσε ένα σεμινάριο φυσικής του Born, η Maria αποφάσισε να σπουδάσει φυσική και όχι μαθηματικά. Μάλιστα, η ίδια έχει πει χαρακτηριστικά: « Τα μαθηματικά άρχισαν να μου φαίνονται σαν να έλυνα κάποιο παζλ. Και η φυσική είναι σαν να λύνεις κάποιο παζλ επίσης, αλλά είναι από τα παζλ τα οποία δημιούργησε η φύση, και όχι το ανθρώπινο μυαλό». Πέρασε στο Cambridge της Αγγλίας, όπου και έμαθε αγγλικά, αλλά όλη η πανεπιστημιακή καριέρα της πραγματοποιήθηκε στο Γκέτινγκεν. Η Maria Goeppert ένιωθε πολύ ευγνώμων προς τον δάσκαλό της, Max Born, καθώς όχι μόνο την οδήγησε προς τον κλάδο της φυσικής, αλλά ήταν και αυτός που την καθοδηγούσε στην επιστημονική της καριέρα. Μάλιστα, το 1930, πήρε το διδακτορικό της στο πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν.

Η διατριβή της αφιερώθηκε στη θεωρητική επεξεργασία των διπλών διαδικασιών φωτονίων.
Στη διατριβή της αυτή, υπολόγισε την πιθανότητα ότι ένα ηλεκτρόνιο που περιστρέφεται γύρω από ένα πυρήνα ατόμου θα εκπέμπει δύο φωτόνια του φωτός, καθώς μετακινείται σε τροχιά πιο κοντά στον πυρήνα. Περιγράφηκε πολλά έτη αργότερα από τον Wigner ως "αριστούργημα σαφήνειας". Αν και τότε γράφτηκε ότι η πιθανότητα σύγκρισης των θεωρητικών αποτελεσμάτων της με εκείνα ενός πειράματος μοιάζει μακρινή, εάν όχι αδύνατη, τα διπλά φαινόμενα φωτονίων έγιναν ένα θέμα ιδιαίτερου πειραματικού ενδιαφέροντος, πολλά χρόνια αργότερα , και στην πυρηνική φυσική και στην αστροφυσική. Τώρα, ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης των λέιζερ και της μη γραμμικής οπτικής, αυτά τα φαινόμενα παρουσιάζουν ακόμα μεγαλύτερο πειραματικό ενδιαφέρον. Μάλιστα, η μονάδα για τη διατομή απορρόφησης δύο φωτονίων, για να τιμηθεί η θεμελιώδης συμβολή της σε αυτόν τον τομέα, ονομάστηκε μονάδα Goeppert – Mayer (GM).


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Η Maria Goeppert Mayer (1906-1972) παρέλαβε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1963, μαζί με τους Viktor F. Weisskopf και Max Born στο Γκέτινγκεν (αριστερά).
Οι Karl Ferdinand Herzfeld, Joseph Edward Mayer και Maria Goeppert Mayer (δεξιά).


Λίγο καιρό πριν είχε συναντηθεί με τον Joseph Edward Mayer, έναν Αμερικανό
φαρμακοποιό, που συνεργαζόταν με τον James Franck. Μάλιστα, το 1930, η Maria Goeppert παντρεύτηκε τον Δρ. Joseph Edward Mayer και μετά το γάμο τους, το νέο ζευγάρι μεταφέρθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, στη Βαλτιμόρη του Μέρυλαντ, όπου ο σύζυγός της διορίστηκε στο τμήμα χημείας του πανεπιστημίου Johns Hopkins. Μαζί απέκτησαν δύο παιδιά, τα οποία και γεννήθηκαν στη Βαλτιμόρη, τη Maria Ann Wentzel, η οποία έγινε αστρονόμος, και τον Peter Conrad, o οποίος ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής της Οικονομίας στο Μπέρκλεϊ.

Οι ευκαιρίες για να διοριστεί η Maria εκείνη τη στιγμή, ήταν εξαιρετικά περιορισμένες. Οι κανόνες νεποτισμού ήταν ιδιαίτερα αυστηροί τότε και την απέτρεψαν από την εξέταση για έναν κανονικό διορισμό στο Hopkins. Εντούτοις, τα μέλη του τμήματος φυσικής ήταν σε θέση να της δώσουν μια πολύ μικρή περίοδο άσκησης, η οποία και της έδωσε την πρόσβαση στις πανεπιστημιακές εγκαταστάσεις, μια θέση για εργασία στο κτίριο φυσικής, γεγονός που την ενθάρρυνε να συμμετέχει στις επιστημονικές δραστηριότητες του πανεπιστημίου. Στα τελευταία χρόνια αυτού του διορισμού, είχε επίσης την ευκαιρία να παρουσιάσει μερικές διαλέξεις για πτυχιακούς φοιτητές.

Το τμήμα φυσικής περιελάμβανε ένα σημαντικό θεωρητικό, τον Karl Herzfeld, ο οποίος κουβαλούσε το βάρος της διδασκαλίας όλων των θεωρητικών πτυχιακών μαθημάτων. Ο Herzfeld ήταν ειδικός στην κλασσική θεωρία, ειδικά στην κινητική θεωρία και τη θερμοδυναμική, και κάτω από την καθοδήγηση και την επιρροή του η Maria Mayer αναμίχθηκε ενεργά στον τομέα των χημικών φυσικών επιστημών, εμβαθύνοντας και διευρύνοντας τη γνώση της στις φυσικές επιστήμες.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Το 1934 η Maria Goeppert – Mayer παραβρέθηκε σε ένα δείπνο μαζί με το σύζυγό της Joseph E. Mayer και τους Gerhard Dieke, August Pfund, Lloyd Logan, Harold Urey, Karl Herzfeld, James Franck, Edward Teller, Wilbert Huff, Francis Russell και τον George Gamow (αριστερά).
Οι James Franck, Joseph Edward Mayer, Maria Goeppert Mayer και Edward Teller (δεξιά).


Η γρήγορη ανάπτυξη της κβαντικής μηχανικής είχε μια βαθιά επίδραση στον τομέα των χημικών φυσικών επιστημών στον οποίο είχε αναμιχθεί, και η προκύπτουσα αφθονία και το εύρος των θεωρητικών χημικών φυσικών επιστημών ήταν τόσο σπουδαία ώστε έμοιαζαν να μην έχουν όρια. Η Goeppert ήταν σε ιδιαίτερα καλή θέση ώστε να εκμεταλλευτεί αυτήν την κατάσταση, δεδομένου ότι κανένας στο Johns Hopkins δεν είχε υπόβαθρο στην κβαντική μηχανική συγκρίσιμο με το δικό της. Συγκεκριμένα, αναμίχθηκε στην πρωτοποριακή εργασία για τη δομή των οργανικών ενώσεων με έναν σπουδαστή του Herzfeld, τον Alfred Sklar, και σε εκείνη την εργασία εφάρμοσε το ξεχωριστό μαθηματικό υπόβαθρό της.

Κατά τη διάρκεια των πρώτων χρόνων στη Βαλτιμόρη, πέρασε τα καλοκαίρια του 1931, 1932 και 1933 πίσω στο Γκέτινγκεν, όπου συνεργάστηκε με τον προηγούμενο δάσκαλό της, Max Born. Το πρώτο καλοκαίρι συμπλήρωσε μαζί του το άρθρο τους στο Handbuch der Physik, «Dynamische Gittertheorie der Kristalle.» Το 1935 δημοσίευσε το σημαντικό έγγραφό της για τη διπλή βήτα-διάσπαση, που αντιπροσωπεύει μια άμεση εφαρμογή των τεχνικών που είχε χρησιμοποιήσει για τη διατριβή της, αλλά σε ένα εξ ολοκλήρου διαφορετικό πλαίσιο. Λίγα χρόνια αργότερα, αναμίχθηκε σε μια συνεργασία με τον Joseph Mayer και συνέταξαν μαζί το βιβλίο Στατιστική Μηχανική, το οποίο δημοσιεύθηκε το 1940.

Η ευκολία της με τις μεθόδους θεωρητικών φυσικών επιστημών ήταν μοναδική για τους περισσότερους από τους πτυχιακούς φοιτητές, στους οποίους ενέπνεε δέος. Συγχρόνως, οι σπουδαστές έβλεπαν ρομαντικά αυτό το νέο επιστημονικό ζεύγος, γνωστό ως «Joe και Maria» και θεωρήθηκε ότι ήταν μεγάλη απώλεια όταν άφησαν το Johns Hopkins για να πάνε στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια το 1939.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Η Maria Goeppert Mayer μαζί με την αγαπημένη της κόρη, τη Maria Ann Wentzel (μεσαία). Το σπίτι της οικογένειας Goeppert στο Γκέτινγκεν (δεξιά).


εργασία κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου

Στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, όπου ο Joseph Mayer ήταν διορισμένος, η θέση της Maria Mayer ατην αρχή ήταν ακόμη πιο επουσιώδης απ' ότι στο Johns Hopkins. Ο πρόεδρος του τμήματος φυσικής, George Pegram, της βρήκε γραφείο, αλλά δεν υπήρχε διορισμός.

Λίγα χρόνια αργότερα, ο Enrico Fermi της πρότεινε να προσπαθήσει να προβλέψει τη δομή - σθένος των ηλεκτρονίων των υπερουράνιων στοιχείων που δεν είχαν ακόμα ανακαλυφθεί. Με τη χρησιμοποίηση του πολύ απλού προτύπου Fermi - Thomas της ηλεκτρονικής δομής του ατόμου, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτά τα στοιχεία θα διαμόρφωναν μια νέα χημική σειρά. Παρά τις υπεραπλουστεύσεις του ιδιαίτερου προτύπου, αυτό αποδείχθηκε στη συνέχεια μια εντυπωσιακά ακριβής πρόβλεψη της ποιοτικής χημικής συμπεριφοράς τους.

Το Δεκέμβριο του 1941, της προσφέρθηκε η πρώτη πραγματική θέση της: μια μερικής απασχόλησης δουλειά για τη διδασκαλία φυσικών επιστημών στο κολλέγιο Sarah Lawrence, όπου οργάνωσε και παρουσίασε μια ενοποιημένη σειρά μαθημάτων φυσικών επιστημών. Συνέχισε, σε περιστασιακή βάση, να διδάσκει με μειωμένο ωράριο στο Sarah Lawrence σε όλη τη διάρκεια του πολέμου. Της προσφέρθηκε μια δεύτερη ευκαιρία εργασίας την άνοιξη του 1942 από τον Harold Urey (στενός φίλος του ζευγαριού), ο οποίος κατασκεύαζε μια ερευνητική ομάδα που θα ασχολούνταν με το χωρισμό του U 235 από το φυσικό ουράνιο ως τμήμα της εργασίας για την ατομική βόμβα.



Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Η Maria Goeppert Mayer συζητάει μαζί με τους Atkinson, Fermi και έναν άγνωστο (αριστερά).


Δέχτηκε αυτήν τη δεύτερη εργασία μερικής απασχόλησης, η οποία της έδωσε μια ευκαιρία να χρησιμοποιήσει τη γνώση των χημικών φυσικών επιστημών. Η εργασία της περιελάμβανε έρευνα πάνω στις θερμοδυναμικές ιδιότητες του εξαφθοριούχου ουρανίου και τη θεωρία του χωρισμού των ισοτόπων μέσα από φωτοχημικές αντιδράσεις, μια διαδικασία που δεν αναπτύχθηκε σε πρακτική δυνατότητα εκείνη τη στιγμή (η πολύ πιο πρόσφατη εφεύρεση του λέιζερ έχει ανοίξει πάλι εκείνη τη δυνατότητα.)

Ο Edward Teller κανόνισε για τη Maria να συμμετέχει σε ένα πρόγραμμα στο Κολούμπια που αποκαλούνταν Πρόγραμμα Αδιαφάνειας, το οποίο αφορούσε τις ιδιότητες της ύλης και της ακτινοβολίας σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και είχε σχέση με την ανάπτυξη του θερμοπυρηνικού όπλου. Αργότερα, την άνοιξη του 1945, κλήθηκε να περάσει μερικούς μήνες στο Los Alamos, όπου είχε την ευκαιρία να εργαστεί στενά με τον Teller, τον οποίο θεώρησε έναν από τους σημαντικότερους συνεργάτες της .

Το Φεβρουάριο του 1946, οι Mayers κινήθηκαν προς το Σικάγο, όπου ο Joe διορίστηκε καθηγητής τόσο στο Τμήμα Χημείας όσο και στο πρόσφατα σχηματισμένο Ίδρυμα για τις Πυρηνικές Μελέτες του Πανεπιστημίου του Σικάγου. Τότε, οι κανόνες νεποτισμού του πανεπιστημίου δεν επέτρεψαν τη μίσθωση και της συζύγου του στις θέσεις προσωπικού της σχολής, αλλά η Μαρία έγινε εθελοντικά Αναπληρώτρια Καθηγήτρια των Φυσικών Επιστημών στο Ίδρυμα, μια θέση που της έδωσε την ευκαιρία να συμμετέχει πλήρως στις δραστηριότητες του πανεπιστημίου.

Ο Teller είχε διοριστεί επίσης στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, και μετέφερε το Πρόγραμμα Αδιαφάνειας εκεί, δίνοντας στη Maria Mayer την ευκαιρία να συνεχίσει εκεί αυτήν την εργασία. Το πρόγραμμα προσαρμόστηκε στο μεταπολεμικό κατάλοιπο του Μεταλλουργικού Εργαστηρίου του πανεπιστημίου, όπου, στο απόγειό του κατά τη διάρκεια του πολέμου, η αρχική εργασία για την πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση είχε εκτελεστεί. Μισθώθηκε ως σύμβουλος στο Μεταλλουργικό Εργαστήριο έτσι ώστε να μπορεί να συνεχίσει τη συμμετοχή της σε αυτό το πρόγραμμα, και διάφοροι σπουδαστές από το Κολούμπια, που είχαν αποφοιτήσει από το Σικάγο, εργάστηκαν κάτω από την καθοδήγησή της.



Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών


Το Μεταλλουργικό Εργαστήριο έκλεισε για να ανοίξει το δρόμο για το Εθνικό Εργαστήριο Argonne την 1η Ιουλίου 1946, υπό την αιγίδα της πρόσφατα σχηματισμένης Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας. Της προσφέρθηκε και με ευχαρίστηση δέχτηκε το διορισμό της ως Ανώτερος Φυσικός (ημιαπασχόληση) στο θεωρητικό τμήμα φυσικής του πρόσφατα σχηματισμένου εργαστηρίου. Το κύριο ενδιαφέρον στην Argonne ήταν η πυρηνική φυσική, ένας τομέας στον οποίο είχε λίγη εμπειρία, και έτσι δέχτηκε πρόθυμα την ευκαιρία να μάθει ό,τι μπορούσε για το θέμα. Συνέχισε να κρατά αυτόν τον μερικής απασχόλησης διορισμό καθ' όλη τη διάρκεια των ετών της στο Σικάγο, διατηρώντας τον εθελοντικό διορισμό της στο πανεπιστήμιο. Ο διορισμός στην Argonne ήταν η πηγή οικονομικής ενίσχυσης για την εργασία της κατά τη διάρκεια αυτής της πολύ παραγωγικής περιόδου της ζωής της, μιας περιόδου κατά τη διάρκεια της οποίας συνέβαλε σημαντικά στον τομέα της πυρηνικής φυσικής, το πυρηνικό πρότυπο φλοιού, με το οποίο κέρδισε το βραβείο Νόμπελ.

Δεδομένου ότι η αποστολή του Εθνικού Εργαστηρίου στην Argonne ήταν τότε, εκτός από την έρευνα στις θεμελιώσεις φυσικές επιστήμες, η ανάπτυξη των ειρηνικών χρήσεων της πυρηνικής ενέργειας, αναμίχθηκε επίσης στην εφαρμοσμένη εργασία εκεί. Ήταν το πρώτο πρόσωπο που ανέλαβε από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή τη λύση του προβλήματος κριτικής διάθεσης για έναν υγρό πυρηνικό αντιδραστήρα μετάλλων. Προγραμμάτισε αυτόν τον υπολογισμό για τον ENIAC, τον πρώτο ηλεκτρονικό υπολογιστή, ο οποίος βρισκόταν στο Εργαστήριο Βαλλιστικής Έρευνας. Μια περίληψη αυτής της εργασίας δημοσιεύθηκε το 1951.

Παράλληλα με την εργασία της στην Argonne, συνέχισε τον εθελοντικό ρόλο της στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου με τις διαλέξεις της σε μικρές τάξεις, την εργασία της σε επιτροπές, την καθοδήγηση διδακτορικών φοιτητών, και τη συμμετοχή της σε δραστηριότητες στο Ίδρυμα για τις Πυρηνικές Μελέτες.

Οι δραστηριότητες στο Ίδρυμα αντικατόπτριζαν τα ενδιαφέροντα των ηγετικών φυσιογνωμιών, ενδιαφέροντα που ήταν πολύ ευρέα πράγματι, καθώς κυμαίνονταν από την πυρηνική φυσική και τη χημεία ως την αστροφυσική και από την κοσμολογία ως τη γεωφυσική. Ο διεπιστημονικός χαρακτήρας του Ιδρύματος ταίριαζε με το εύρος των δραστηριοτήτων της στο παρελθόν, έτσι ώστε τα έτη της στο Σικάγο ήταν το αποκορύφωμα της ποικιλίας της επιστημονικής εμπειρίας της. Έτσι, έστρεψε την προσοχή της καταρχάς στην ολοκλήρωση και την έκδοση κάποιας προηγούμενης εργασίας στις χημικές φυσικές επιστήμες, συμπεριλαμβανομένης της εργασίας με τον Jacob Bigeleisen στις ισοτοπικές αντιδράσεις ανταλλαγής. Συγχρόνως, άρχισε να δίνει προσοχή στην πυρηνική φυσική.



ανακάλυψη του πυρηνικού προτύπου φλοιού


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών


Μεταξύ των πολλών θεμάτων που συζητούνταν στο Ίδρυμα ήταν το θέμα προέλευσης των χημικών στοιχείων. Ο Teller ενδιαφέρθηκε ιδιαίτερα για αυτό το θέμα και προέτρεψε τη Maria Mayer να συνεργαστεί μαζί του σε ένα κοσμολογικό πρότυπο προέλευσης των στοιχείων. Στην αναζήτηση των δεδομένων που απαιτήθηκαν για να εξετάσουν οποιοδήποτε τέτοιο πρότυπο, η Goeppert αναμίχθηκε στην ανάλυση της αφθονίας των στοιχείων και παρατήρησε ότι υπήρξαν ορισμένες τακτικότητες που συνέδεαν τα ιδιαίτερα άφθονα στοιχεία με τους συγκεκριμένους αριθμούς νετρονίων ή πρωτονίων στους πυρήνες τους. Σύντομα έμαθε ότι ο Walter Μ. Elsasser είχε κάνει παρόμοιες παρατηρήσεις το 1933, αλλά αυτή είχε πολύ περισσότερη διαθέσιμη πληροφορία και βρήκε όχι μόνο ότι οι αποδείξεις της ήταν ισχυρότερες αλλά και ότι υπήρχαν πρόσθετα παραδείγματα του φαινομένου. Αυτοί οι συγκεκριμένοι αριθμοί τελικά αναφέρθηκαν ως «μαγικοί αριθμοί», ένας όρος που εφευρέθηκε από το Eugene Wigner.

Όταν ερεύνησε και άλλες πληροφορίες πέρα από την αφθονία των στοιχείων, όπως τις ενέργειες συνδέσεων, τις περιστροφές, και τις μαγνητικές ροπές τους, βρήκε όλο και περισσότερα στοιχεία σχετικά με το ότι αυτοί οι μαγικοί αριθμοί ήταν με κάποιο τρόπο πολύ ειδικοί και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ήταν μεγάλης σημασίας για την κατανόηση της πυρηνικής δομής. Πρότεινε την έννοια των σταθερών "φλοιών" στους πυρήνες παρόμοια με τις σταθερές στιβάδες ηλεκτρονίων που συνδέθηκαν με την ατομική δομή, αλλά η επικρατούσα φρόνηση της εποχής ήταν ότι μια δομή φλοιού στους πυρήνες ήταν μάλλον απίθανη λόγω του περιορισμένου φάσματος των πυρηνικών δυνάμεων σε σύγκριση με τις μεγάλης ακτίνας δυνάμεις Coulomb που κρατούν τα ηλεκτρόνια στα άτομα.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών


Η Maria Mayer ενέμεινε αφ’ ενός στον έλεγχο περαιτέρω αποδείξεων για τη δομή φλοιού, όπως οι πυρηνικές ιδιότητες βήτα-διάσπασης, και αφ’ ετέρου στην προσπάθεια να βρεθεί μια εξήγηση από την άποψη της κβαντικής μηχανικής των πυρηνικών μορίων.

Ήταν ο Fermi που της υπέβαλε την ερώτηση κλειδί, «Υπάρχει καμία ένδειξη της σύζευξης τροχιάς περιστροφής;» όπου και συνειδητοποίησε αμέσως ότι αυτή ήταν η απάντηση που έψαχνε, και γεννήθηκε έτσι το βασισμένο στη σύζευξη περιστρεφόμενης τροχιάς πρότυπο φλοιού των πυρήνων. Η δυνατότητά της να αναγνωρίσει αμέσως τη σύζευξη της περιστρεφόμενης τροχιάς ως την πηγή της σωστής αριθμολογίας ήταν μια άμεση συνέπεια της μαθηματικής κατανόησης της κβαντικής μηχανικής.

Η Mayer καθυστέρησε τη δημοσίευση του προτύπου της και, ως αποτέλεσμα, η εργασία της εμφανίστηκε ένα τεύχος μετά από τη δημοσίευση μιας σχεδόν ίδιας ερμηνείας των μαγικών αριθμών από τον Otto Haxel, J. Hans Δ. Jensen και Hans E. Suess. Ο Jensen, που λειτουργούσε εντελώς ανεξάρτητα στη Χαϊδελβέργη, σχεδόν ταυτόχρονα είχε αντιληφθεί τη σημασία της σύζευξης περιστρεφόμενης τροχιάς για την εξήγηση της δομής φλοιού, και το αποτέλεσμα ήταν ένα κοινό έγγραφο των δυο τους.

Το 1951 η Maria και ο Jensen είχαν την ευκαιρία να αρχίσουν μια συνεργασία στην περαιτέρω ερμηνεία του προτύπου περιστρεφόμενης τροχιάς του φλοιού, και αυτό ήταν η αρχή μιας στενής φιλίας καθώς επίσης και μιας πολύ παραγωγικής επιστημονικής προσπάθειας. Κατέληξε στη δημοσίευση του βιβλίου τους "Στοιχειώδης θεωρία της πυρηνικής δομής φλοιού" (1955). Μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ το 1963 για τις συνεισφορές τους σε αυτό το θέμα.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών



Συγκεκριμένα, με το μοντέλο των πυρηνικών φλοιών, η Mayer προσπάθησε να εξηγήσει γιατί καθορισμένοι αριθμοί νουκλεονίων
("μαγικοί αριθμοί") στον πυρήνα ενός ατόμου οδηγούν ένα άτομο να είναι εξαιρετικά σταθερό, κάτι που είχε μπερδέψει τους επιστήμονες για πολύ καιρό. Διατύπωσε ότι ο πυρήνας είναι σαν μια σειρά από κλειστούς φλοιούς και τα ζεύγη των νετρονίων και πρωτονίων αρέσκονται να ζευγαρωνουν μαζί μέσα σε αυτό που αποκαλούμε σύζευξη περιστρεφόμενης τροχιάς. Aυτό είναι σαν την περιστροφή της Γης πάνω στον άξονά της καθώς η ίδια η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο.

Η Maria Goeppert περιγράφει την ιδέα της κομψά: "Σκεφτείτε ένα δωμάτιο γεμάτο χορευτές του βαλς. Υποθέστε ότι πηγαίνουν γύρω στο δωμάτιο σε κύκλους, κάθε κύκλος περικλείεται μέσα σ’ έναν άλλο κύκλο. Έπειτα φανταστείτε ότι σε κάθε κύκλο μπορείτε να βάλετε διπλάσιους χορευτές, έχοντας το ένα ζευγάρι να κινείται δεξιόστροφα (σύμφωνα με τη φορά του ρολογιού) και το άλλο ζευγάρι να κινείται αριστερόστροφα (αντίθετα από τη φορά του ρολογιού). Στη συνέχεια, προσθέστε μία ακόμα αλλαγή. Όλοι οι χορευτές γυρίζουν στριφογυρίζοντας γύρω και γύρω σαν κορυφές καθώς κυκλώνουν το δωμάτιο, κάθε ζευγάρι στροβιλίζεται και κυκλώνει. Αλλά μόνο μερικοί απ’ αυτούς που πηγαίνουν αριστερόστροφα στροβιλίζονται αριστερόστροφα. Η ίδια αλήθεια ισχύει και για εκείνους που χορεύουν δεξιόστροφα. Μερικοί στροβιλίζονται δεξιόστροφα, άλλοι στροβιλίζονται αριστερόστροφα."

Μάλιστα, όταν τους απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ, μια εφημερίδα του Σαν Ντιέγκο είχε τον τίτλο "S.D. Mother Wins Nobel Prize". Η ίδια όμως έχει αναφέρει χαρακτηριστικά ότι "Η νίκη του βραβείου δεν ήταν ούτε κατά το ήμισυ τόσο διασκεδαστική όσο η εργασία για την απόκτησή του", δείχνοντας έτσι το πόσο αφοσιωμένη ήταν στο έργο της.


τα τελευταία χρόνια


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Η φωτογραφία αυτή τραβήχτηκε το 1963. Aπεικονίζει τη φυσικό Maria Goeppert Mayer (1906-1972), που συνοδευόταν από το Βασιλιά της Σουηδίας Gustav VI Adolf σε ένα γιορταστικό συμπόσιο μετά την τελετή, κατά τη διάρκεια της οποίας η Goeppert Mayer παρέλαβε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τις ανακαλύψεις της σχετικά με την πυρηνική δομή φλοιού (αριστερά).


Το 1960, η Goeppert διορίστηκε ως Καθηγήτρια Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, όταν τόσο αυτή όσο και ο σύζυγος της είχαν την ευκαιρία να πάνε εκεί. Ο διορισμός της ως Καθηγήτρια σε ένα σημαντικό πανεπιστήμιο την ικανοποίησε ιδιαίτερα και ανέμενε με ενδιαφέρον την κινητοποίηση της νεότερης διεπιστημονικής ομάδας επιστημόνων που θα συνεργάζονταν μαζί της εκεί. Εντούτοις, αμέσως μετά από την άφιξη της στο Σαν Ντιέγκο, έπαθε ένα εγκεφαλικό, και τα έτη της εκεί χαρακτηρίστηκαν από συνεχόμενα προβλήματα με την υγεία της.

Εντούτοις, συνέχισε να διδάσκει και να συμμετέχει ενεργά στην ανάπτυξη και την έκθεση του προτύπου. Η τελευταία δημοσίευσή της, μια αναθεώρηση του προτύπου φλοιού που γράφτηκε σε συνεργασία με τον Jensen, εμφανίστηκε το 1966 και η ίδια συνέχισε να δίνει στη φυσική όσο προσοχή μπορούσε μέχρι το θάνατό της στις αρχές του 1972. Εκτός από την εκλογή στη Εθνική Ακαδημία Φυσικών Επιστημών το 1956 και τη λήψη του βραβείου Νόμπελ το 1963, οι διακρίσεις της Maria Goeppert Mayer's περιέλαβαν την εκλογή της ως μέλος του Akademieder Wissenschaften στη Χαϊδελβέργη και τη λήψη των τιμητικών βαθμών του Διδάκτορα της Επιστήμης από τα Russell Sage College, Mount Holyoke College και Smith College.


Η Maria Goeppert-Mayer πέθανε στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνιας το 1972, σε ηλικία 66 χρόνων, μετά από μια καρδιακή προσβολή που είχε υποστεί στα τέλη του 1971 και την είχε αφήσει σε κωματώδη κατάσταση. Μετά το θάνατό της, ένα βραβείο στο όνομά της, ανοιχτό σε γυναίκες φυσικούς, καθιερώθηκε από την American Physical Society για να τιμήσει νεαρές επιστημόνισσες στην αρχή της σταδιοδρομίας τους. Η νικήτρια του βραβείου παρελάμβανε ένα χρηματικό ποσό και την ευκαιρία να δώσει διαλέξεις σχετικές με τα αποτελέσματα της έρευνάς της σε τέσσερα μεγάλα θεσμικά όργανα. Επιπροσθέτως, για να τιμήσουν τη μνήμη της, τα δύο Πανεπιστήμια στα οποία εργάστηκε η Goeppert-Mayer απονέμουν κι αυτά με τη σειρά τους βραβεία σε γυναίκες επιστημόνισσες. Το Πανεπιστήμιο του Σικάγο βραβεύει κάθε χρόνο μια εξαιρετική νέα γυναίκα επιστημόνισσα και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο διεξάγει ετήσιο συμπόσιο προς τιμήν της Maria Goeppert-Mayer, στο οποίο συμμετέχουν διάφορες ερευνήτριες, με σκοπό να συζητήσουν κάποια τρέχοντα επιστημονικά θέματα. Μάλιστα, είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι η Goeppert-Mayer είχε αφήσει πίσω της πολλά έργα, αφού δημοσίευε συνέχεια από το 1929 μέχρι το 1965.

Υπάρχει μία τιμητική πλάκα στην είσοδο του κτηρίου φυσικής, το Argonne οπού εκεί βρισκόταν το γραφείο της στη διάρκεια της παρουσίας της εκεί.


Maria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιώνMaria Goeppert Mayer - ο χώρος εργασιών

Joseph Edward Mayer, Maria Goeppert Mayer, Max Born - Σεπτέμβριος του 1964 (αριστερά). Η Maria Goeppert Mayer με το σύζυγό της (δεξιά).




οι πληροφορίες και οι εικόνες συγκεντρώθηκαν από την Ευαγγελία Γουνιώτη,
τη Μαρία Μικρούλη, τη Μαρία - Βασιλική Παρασχάκη, την Ευφροσύνη Κρουστάλη,
την Κωνσταντίνα Σαλιάκα, την Αθηνά Σουλιώτη, την Κατερίνα Στεργίου,
τη Δέσποινα Καλπακίδου, την Όλγα Παυλίδου, την Καλλιόπη Σιούτη,
την Παναγιώτα Φυτίλη, την Ιωάννα Γκαντάρα, την Παρθένα Κοτσιακιαχίδου,
την Ελένη Δινοπούλου, τη Φωτεινή Ταρπάγκου,
Ελευθερία Γιαπράκη και την Αριστούλα Ταρπάγκου

More pages